SeDRAM™平台存算一体芯片入选ISSCC 2022

技术先进的 西安紫光国芯半导体 2022-03-10 11:07
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近日，在刚刚落下帷幕的2022年国际固态半导体电路会议（ISSCC 2022）上，阿里达摩院近存计算芯片技术论文《184QPS/W 64Mb/mm² 3D Logic-to-DRAM HybridBonding with Process-Near-Memory Engine for Recommendation System》入选。该芯片基于西安紫光国芯SeDRAM™平台，由阿里巴巴达摩院计算技术实验室定制设计，西安紫光国芯SoC团队完成芯片实现以及系统级测试支持。（如图1）

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图1  ISSCC 2022发表的存算芯片相关技术论文

本次论文和芯片开发团队研究了云数据中心推荐系统的计算需求，分析了特征生成和匹配排序两个阶段计算和访存在时间和能耗方面的特点，充分发挥西安紫光国芯SeDRAM™的3D堆叠提供的超大带宽、超低功耗和超大容量的优势，设计了一款近存计算（PNM）芯片。（如图2.1）
该PNM在成熟的Logic工艺上，设计了匹配引擎（ME）和神经网络处理引擎(NE), 分别完成推荐系统中的匹配工作和相似性预测的计算；这两个计算引擎通过读写分离的双模式接口通道和4G Bit的DRAM连接，实现超大的片上带宽。（如图2.2）
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图2.1/2.2  基于SeDRAM的3D堆叠芯片/PNM芯片架构图 

对比采用了英特尔Xeon Gold 5200@2.20GHz平台的系统，对特定的人工智能应用场景，本芯片性能提升了10倍以上，而能效则提升超过300倍。（如图3）

研究结果也再一次阐明了SeDRAM™平台在人工智能领域等应用场景需求方面的巨大优势。

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图3  PNM芯片性能测试结果

作为项目和论文团队成员之一，西安紫光国芯常务副总裁江喜平表示：
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此款近存计算芯片的成功流片和论文发表，是双方通力合作深入挖掘SeDRAM™技术平台潜能的结果，实现了特定场景对于带宽/存储需求的完美匹配。
这不仅体现了西安紫光国芯SeDRAM™平台在存算一体、近存计算等领域的优势，也体现了西安紫光国芯DRAM团队和SoC团队对前沿技术强大的赋能能力。

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西安紫光国芯SeDRAM™技术的多项研发成果，已先后在IEDM 2020、CICC 2021、IMW 2021、A-SSCC 2021等多个期刊和会议上公开发表和作专题报告。
ISSCC 大会被称为全球集成电路行业的“芯片奥林匹克”大会，这次论文入选是全球相关专家对西安紫光国芯的DRAM和SoC技术先进性的高度认可。
撰稿 排版：月婷
核准：喜平/丰国


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